Your AI powered learning assistant

Галилео. Алюминий (ч.1)

От запрещенного металла до предметов первой необходимости

От запрещенного металла до предметов первой необходимости Легенда гласит, что император Тиберий приказал казнить изобретателя, чтобы защитить серебро от нового металла — алюминия. Чуть более века назад это был драгоценный металл класса люкс, а сегодня благодаря своей легкости и прочности он является основой современной жизни. На этом основаны студийные установки, массивные каркасы и самолеты, а также бесчисленное множество продуктов, которые должны быть прочными и в то же время легкими.

В изобилии встречается в земной коре, труднодоступен Алюминий - самый распространенный металл на Земле, присутствующий примерно в 250 минералах, в том числе в рубинах и сапфирах, содержащих оксиды алюминия. Несмотря на такое изобилие, его можно легко получить только из нескольких руд, месторождения расположены неравномерно, а сырье требует глубокой переработки и длительных маршрутов транспортировки. В российской Хакасии три завода в Саяногорске производят более 840 000 тонн в год, перерабатывая более 1,5 миллионов тонн порошка оксида алюминия—Al2O3, прочные связи которого лишают его металлических свойств.

Роль энергоемких металлов и гидроэнергетики Около трети стоимости алюминия приходится на электроэнергию, поэтому плавильные заводы располагаются там, где электроэнергия дешевая, например, рядом с российской Саяно‑Шушенской ГЭС мощностью 6000 МВт, которая питает Саяногорский комплекс. По толстым шинам к электролизерам поступает огромный ток — порядка 320 000 ампер при напряжении всего около 4 вольт, — создающий магнитные поля, достаточно сильные, чтобы вырывать металлические предметы и портить часы или банковские карты. Проводники изготовлены из немагнитного алюминия, а их стальные крепления служат мощными электромагнитами.

Электролиз: Очищение алюминия от кислорода Внутри электролизера глинозем порциями по 2 кг подается в расплавленный электролит при температуре около 950°C, где он растворяется, но становится металлическим только при пропускании мощного тока. Углеродные аноды (по 32 на ячейку) опускаются в ванну с огнеупорной облицовкой, завершают цикл до катодного дна и постепенно сгорают, что позволяет производить непрерывную замену без остановки процесса. Ток разрушает прочные связи между алюминием и кислородом, и чистый алюминий оседает под шлаком по мере того, как процесс превращения продолжается примерно сутки.

Выстукивание по металлу и подсчет стоимости Как только наберется около трех тонн, вакуумный ковш выпивает воду, как соломинку, вытягивая металл для дальнейшей обработки. То, что природа связывает только в сложных минералах, благодаря усилиям человека теперь существует в виде чистого алюминия, предназначенного для автомобилей, самолетов или даже простой фольги. Даже скромная алюминиевая ложка отражает этот расход на электроэнергию, поскольку на электроэнергию приходится примерно 30% ее стоимости.